Calcul de jeu de barres
Ce calcul de jeu de barres sert au dimensionnement du jeu de barres en cuivre ou en aluminium pour un courant de charge. Saisissez le courant, le matériau et l'épaisseur de barre, et l'outil donne la section nécessaire, la barre standard suivante, la densité de courant réelle et une vérification au court-circuit, pour choisir une barre de tableau ou d'armoire en une seule étape.
Résultats
L’outil « Calcul de jeu de barres » fait partie de notre rubrique Calculateurs : Câbles & protection. Parcourez cette rubrique pour dimensionner, convertir et vérifier vos résultats en complément de cet outil.
Ce que fait le calcul de jeu de barres
Un jeu de barres est un conducteur plat massif qui transporte le courant dans les tableaux, les armoires et les canalisations préfabriquées. Sa section doit être assez grande pour que la barre reste sous sa température limite à pleine charge et supporte l'échauffement d'un court-circuit. L'outil divise le courant de charge par une densité de courant de calcul, arrondit à la largeur standard suivante pour l'épaisseur choisie et vérifie la barre face au courant de court-circuit et à sa durée.
Formule de la section du jeu de barres
La première étape est la section issue de la densité de courant :
I est le courant de charge et J la densité de courant admise. Avec plusieurs barres par phase, la chaleur s'évacue moins bien, l'outil divise donc par un facteur de 0,9 pour deux barres, 0,82 pour trois et 0,73 pour quatre. La vérification au court-circuit utilise la formule adiabatique :
Ici k vaut 122 pour le cuivre et 81 pour l'aluminium, valeurs pour une barre qui part de 90 °C et peut atteindre 200 °C pendant le défaut. La plus grande des deux sections fixe la barre.
Exemple de dimensionnement du jeu de barres
Un départ transporte 800 A sur des barres en cuivre de 10 mm d'épaisseur, avec un court-circuit de 25 kA pendant 1 seconde :
C'est le courant de charge qui dimensionne. La barre standard suivante en 10 mm est 80 x 10 mm, soit 800 mm² et une densité de courant réelle de 1,0 A/mm². La barre pèse 7,17 kg par mètre. En aluminium, le même courant demande 1 000 mm², donc une barre de 100 x 10 mm.
Comment faire le dimensionnement du jeu de barres
Saisissez le courant de pleine charge en ampères et choisissez cuivre ou aluminium. Laissez la densité de courant à 0 pour retenir les valeurs usuelles de 1,2 A/mm² pour le cuivre et 0,8 A/mm² pour l'aluminium, ou indiquez votre propre valeur issue d'un cahier des charges. Choisissez l'épaisseur de barre et le nombre de barres en parallèle par phase. Pour la vérification au court-circuit, indiquez le courant de court-circuit présumé en kA et sa durée, souvent 1 seconde. Cliquez sur Calculer.
Lire le courant admissible de la barre cuivre
La barre recommandée est la plus petite barre standard qui satisfait la charge et le court-circuit. Une densité réelle proche de la valeur de calcul indique une barre bien utilisée ; une valeur nettement plus faible montre que le court-circuit ou le pas des largeurs standard a fait monter la section. Le dimensionnement par densité de courant est une règle de prédimensionnement : le courant admissible réel dépend de l'enveloppe, de la ventilation, de la température ambiante, de l'espacement et de la peinture des barres. Validez un tableau avec les tables du fabricant ou un essai d'échauffement selon la NF EN 61439.
Quand faire un calcul de barre cuivre
- Dimensionner les jeux de barres principaux et de distribution d'un TGBT
- Choisir des barres cuivre ou aluminium pour une canalisation préfabriquée
- Vérifier si des barres existantes acceptent une charge plus élevée
- Contrôler la tenue du jeu de barres au court-circuit après un changement de transformateur
- Comparer une barre épaisse et deux barres plus fines en parallèle
Erreurs courantes pour dimensionner un jeu de barres
- Utiliser des valeurs à l'air libre en armoire. Une armoire fermée chauffe davantage, retenez une densité de calcul.
- Oublier le court-circuit. Une barre dimensionnée pour la charge seule peut céder en défaut.
- Compter deux barres comme le double. Des barres en parallèle se partagent la chaleur et portent moins que le double.
- Négliger les jonctions. Les jonctions boulonnées sont des points chauds et demandent un recouvrement et un serrage suffisants.
Conseils pour le jeu de barres
- Gardez la densité de courant proche de 1,2 A/mm² pour le cuivre en armoire fermée.
- Préférez plusieurs barres fines à une barre très large pour les forts courants.
- Vérifiez aussi les supports de barres face aux efforts électrodynamiques.
- Dimensionnez un départ en câble selon son propre courant admissible, pas selon la densité de courant des barres.
Barre cuivre ou barre aluminium
L'aluminium conduit environ 61 % aussi bien que le cuivre, une barre aluminium demande donc environ 1,5 fois la section pour le même courant. Elle pèse pourtant à peu près moitié moins que la barre cuivre, ce qui explique l'usage de l'aluminium dans les longues canalisations préfabriquées. Le cuivre l'emporte quand la place manque, aux jonctions boulonnées et sous forts courants de défaut. Pour comparer coût et manutention, le calcul du poids du cuivre donne la masse de toute barre cuivre.
Courant admissible du jeu de barres en armoire
La densité de courant donne une bonne première section, mais le courant admissible réel dépend de la façon dont la chaleur quitte la barre. Les barres sur chant refroidissent mieux que les barres à plat, les barres peintes rayonnent davantage que les barres nues, et des barres dans une armoire fermée à 40 °C portent bien moins que la même barre à l'air libre. En courant alternatif, le courant se concentre aussi sur les bords des barres larges ; au-delà d'environ 2 000 A, plusieurs barres fines espacées de leur épaisseur valent mieux qu'une seule barre très large. Le niveau de court-circuit vient du transformateur, que le calcul de courant de court-circuit estime à partir de sa puissance en kVA et de sa tension de court-circuit.
Tableau de section de jeu de barres par densité de courant (barres de 10 mm)
| Courant de charge | Cuivre à 1,2 A/mm² | Aluminium à 0,8 A/mm² | Cuivre, 2 barres par phase |
|---|---|---|---|
| 250 A | 25 x 10 mm | 40 x 10 mm | 2 x 12 x 10 mm |
| 400 A | 40 x 10 mm | 50 x 10 mm | 2 x 20 x 10 mm |
| 630 A | 60 x 10 mm | 80 x 10 mm | 2 x 30 x 10 mm |
| 800 A | 80 x 10 mm | 100 x 10 mm | 2 x 40 x 10 mm |
| 1 250 A | 120 x 10 mm | 160 x 10 mm | 2 x 60 x 10 mm |
| 1 600 A | 160 x 10 mm | 200 x 10 mm | 2 x 80 x 10 mm |
| 2 000 A | 200 x 10 mm | 2 x 160 x 10 mm | 2 x 100 x 10 mm |
Questions fréquentes : Calcul de jeu de barres
Comment calculer la section d'un jeu de barres ?
Divisez le courant de charge par la densité de courant, par exemple 800 A ÷ 1,2 A/mm² = 667 mm², puis prenez la barre standard suivante, ici 80 x 10 mm en cuivre.
Quelle densité de courant pour une barre cuivre ?
Environ 1,2 A/mm² est une valeur de calcul courante pour le cuivre en enveloppe et 0,8 A/mm² pour l'aluminium. Des barres à l'air libre bien ventilées acceptent davantage.
Quel courant pour une barre cuivre 50 x 10 ?
À 1,2 A/mm², une barre de 500 mm² est dimensionnée pour 600 A. Son courant admissible à l'air libre est plus élevé, mais l'enveloppe et la chaleur ambiante le réduisent.
Pourquoi vérifier le jeu de barres au court-circuit ?
Un défaut échauffe la barre en une fraction de seconde. Si la section est trop faible, elle dépasse sa température limite et peut abîmer les isolants et les supports.